CN105542026A - 一种高效提取秋葵多糖的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于天然提取物技术领域，具体涉及一种从秋葵中提取秋葵多糖的工艺。本发明所述方法以红秋葵为原料，以包括纤维素酶、果胶酶和牛胰蛋白酶在内的复合酶进行酶解提取，其秋葵多糖的提取效率相对于现有技术中仅采用单一酶进行提取的方式，其提取效率大幅提高。

Description

一种高效提取秋葵多糖的方法
技术领域
本发明属于天然提取物技术领域，具体涉及一种从秋葵中提取秋葵多糖的工艺。
背景技术
秋葵(AbelmoschusesculentusL.Moench)又名黄秋葵、羊角豆、咖啡黄葵、毛茄，黄蜀葵，民间也称"洋辣椒"。原产于非洲，20世纪初由印度引入中国，多见于中国南方。其可食用部分是果荚，分绿色和红色两种，口感脆嫩多汁，滑润不腻，香味独特，种子可榨油。
秋葵性味淡、寒，具有利咽、通淋、下乳、调经之功效。秋葵含有丰富的维生素和矿物质，每100克秋葵的嫩果中，约含有4毫克的维生素C、1.03毫克的维生素E以及310微克的胡萝卜素。秋葵中富含的锌和硒等微量元素，对增强人体防癌抗癌能力很有帮助。其次，秋葵嫩果中有黏黏的液体物质，这种黏液含有果胶和黏多糖类等多糖。黏多糖具有增强机体抵抗力，维护人体关节腔里关节膜和浆膜的光滑效果，削减脂类物质在动脉管壁上的堆积，避免肝脏和肾脏中结缔组织萎缩等功效。再者，秋葵含水量高，脂肪很少，每100克秋葵嫩果只含有0.1克脂肪，很适合想要减肥瘦身的女士，而且它富含的维生素C和膳食纤维，还能使皮肤嫩白。此外，黄秋葵的粘性物质，可促进胃肠蠕动，有益于助消化，益肠胃；秋葵的粘性物质中含有50％的可溶性纤维素，有利通便、排毒、防癌，能有效降低血清胆固醇，预防心血管病、可提高耐缺氧能力；黄秋葵中含有的果胶和多糖可有护肝功效，防治便秘；同时，黄秋葵不仅含钙量与鲜奶相当，且钙的吸收率在50-60％，高于牛奶1倍，是理想的钙源；黄秋葵为低能量食物，且黄酮含量为2.8％，可延缓衰老、具有抗氧化、防衰老作用，防治糖尿病。
秋葵多糖在秋葵物质中不仅是作为能量资源或结构材料，更重要的是它参与了生命科学中细胞的各种活动，不仅具有多方面的生物活性，而且具有增强免疫、降低血糖和抗癌等作用。高愿军等(2种方法提取秋葵多糖工艺研究)报道了利用微波法和纤维素酶解法提取秋葵中秋葵多糖的方法。微波辅助提取是将溶剂浸提与微波提取相结合，利用被加热物体本身作为发热体而进行加热，不靠热传导作用，可以使物料内部温度迅速提高，加热时间缩短，同时采用蒸馏水作为提取溶剂，具有廉价、无毒、易于回收再利用的特点，大大降低了生产成本，利用微波辅助提取的工艺，其秋葵多糖的提取率可达到2.64％；而利用纤维素酶解的方式能够完整地分解细胞壁的结构，增加了溶剂的可溶性，有利于细胞间的活性物质溶出，同时还可以催化水解细胞壁多糖，增加多糖的浸提率，可以最大限度的避免多糖污染以及活性物质的丧失，其秋葵多糖的提取率预期达到6.32％。但是上述方法对于秋葵多糖的提取利用率依然存在提取率较低的问题。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中从秋葵中提取秋葵多糖的提取率较低的问题，进而提供一种高效率提取秋葵多糖的工艺方法。
为解决上述技术问题，本发明所述的高效提取秋葵多糖的方法，包括如下步骤：
(1)取秋葵研磨至粉末，并加入缓冲溶液混匀，在超声辅助条件下进行提取；
(2)向超声处理后的料液中加入包括纤维素酶、果胶酶和牛胰蛋白酶的复合酶混匀，进行提取；
(3)加入沸水进行酶灭活处理，随后离心取上清液，即得。
所述步骤(2)中，所述复合酶中，所述纤维素酶、果胶酶和牛胰蛋白酶的质量比为1-3:1-3:0.5-2，并优选为2:2:1。
所述步骤(1)中，所述超声步骤的频率为80-180W，并优选130-140W。
所述步骤(1)中，所述秋葵与所述缓冲溶液的料液质量比为1:30-70，并优选1:60-65，所述秋葵的质量与所述缓冲溶液的体积比的单位为g/mL的关系。
所述步骤(1)中，所述缓冲溶液为pH3-7的水溶液，并优选4.5-5。
所述步骤(2)中，所述复合酶的用量占所述料液的0.5-4.5wt％，并优选2.25-3wt％。
所述步骤(2)中，所述酶提取步骤的温度为30-70℃，并优选50-60℃。
所述步骤(2)中，所述酶提取步骤的提取时间为0.5-3h，并优选2-2.25h。
所述步骤(1)中，所述秋葵为红秋葵。
本发明还公开了由上述方法提取得到的秋葵多糖提取物。
本发明所述提取秋葵多糖的方法，以纤维素酶、果胶酶和牛胰蛋白酶组成的复合酶进行酶解提取的方法，相对于现有技术中常规使用的仅以纤维素酶解的方式而言，其提取效率提升接近10倍；本发明所述提取方法进一步筛选整个提取工艺的优化参数条件，最大限度的提升了秋葵多糖的提取效率。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为秋葵多糖测定方法中葡萄糖浓度(c，mg/mL)和吸光度(A)的标准曲线。
具体实施方式
本发明下述实施例中涉及的原料包括：
红秋葵产自浙江嘉兴；
无水葡萄糖、无水乙醇、浓硫酸、苯酚、聚乙二醇、柠檬酸、柠檬酸钠均为国产分析纯AR；
复合酶(纤维素酶、果胶酶、牛胰蛋白酶)均为上海金穗生物科技有限公司生产。
本发明下述实施例中涉及的仪器包括：
冻干干燥机，型号SCIENTZ-12ND，宁波新芝生物科技股份有限公司；
玻璃仪器气流烘干机，型号KQ-C，巩义市予华仪器有限责任公司；
超声波清洗机，型号SB-3200DTD，宁波新芝生物科技股份有限公司；
数显恒温水浴锅，型号HH-6，国华电器有限公司；
高速离心机，型号TG1850-WS，上海卢湘仪公司；
精密电子天平，型号FA2004B，上海精密科学仪器有限公司；
可见分光光度计，型号V-5000，上海元析仪器有限公司。
本发明下述实施例中涉及的不同pH值的缓冲水溶液按照如下方式配制：
(1)0.1mol/L柠檬酸溶液：称取21.014g柠檬酸加水稀释至1L；
(2)0.1mol/L柠檬酸钠溶液：称取29.410g柠檬酸钠加水稀释至1L；
(3)0.2mol/LNaH2PO4溶液：称取35.61gNaH2PO4加水稀释至1L；
(4)pH＝3.0缓冲溶液500mL：量取0.1mol/L柠檬酸溶液465mL与0.1mol/L柠檬酸钠溶液35mL混合均匀即可；
(5)pH＝4.0缓冲溶液500mL：量取0.1mol/L柠檬酸溶液327.5mL与0.1mol/L柠檬酸钠溶液172.5mL混合均匀即可；
(6)pH＝5.0缓冲溶液500mL：量取0.1mol/L柠檬酸溶液205mL与0.1mol/L柠檬酸钠溶液295mL混合均匀即可；
(7)pH＝6.0缓冲溶液500mL：量取0.1mol/L柠檬酸溶液95mL与0.1mol/L柠檬酸钠溶液405mL混合均匀即可；
(8)pH＝7.0缓冲溶液500mL：量取0.1mol/L柠檬酸溶液90.75mL与0.2mol/LNaH2PO4溶液409.25mL混合均匀即可。
实施例1-5
实施例1-5中所述的高效提取秋葵多糖的方法，包括如下步骤：
(1)取红秋葵研磨至粉末，并准确称取10g红秋葵粉末，加入按照上述方法配制的pH5.0的缓冲溶液650mL混匀，在140W功率超声辅助条件下进行超声提取15min；
(2)向超声处理后的料液中加入包括纤维素酶、果胶酶和牛胰蛋白酶的复合酶(实施例1-5中，所述纤维素酶、果胶酶和牛胰蛋白酶的质量比分别为2:2:1、1:1:0.5、1:3:2、3:1:0.5、3:1:2)混匀，所述复合酶的用量占所述料液质量的2.25wt％，并置于60℃水浴锅中水浴提取2h；
(3)加入沸水进行酶灭活处理15min，随后离心取上清液，即得含有所述秋葵多糖的粗提物。
实施例6-10
实施例6-10中所述的高效提取秋葵多糖的方法，包括如下步骤：
(1)取红秋葵研磨至粉末，并准确称取10g红秋葵粉末，加入按照上述方法配制的pH5.0的缓冲溶液(实施例6-10中添加的缓冲溶液的量分别为300mL、400mL、500mL、600mL、700mL)混匀，在180W功率超声辅助条件下进行超声提取15min；
(2)向超声处理后的料液中加入包括纤维素酶、果胶酶和牛胰蛋白酶的复合酶(所述纤维素酶、果胶酶和牛胰蛋白酶的质量比为2:2:1)混匀，所述复合酶的用量占所述料液质量的2wt％，并置于60℃水浴锅中水浴提取30min；
(3)加入沸水进行酶灭活处理15min，随后离心取上清液，即得含有所述秋葵多糖的粗提物。
实施例11-16
实施例11-16中所述的高效提取秋葵多糖的方法，包括如下步骤：
(1)取红秋葵研磨至粉末，并准确称取10g红秋葵粉末，加入按照上述方法配制的pH5.0的缓冲溶液600mL混匀，分别在超声辅助条件下(实施例11-16的超声频率分别为80W、100W、120W、140W、160W、180W)进行超声提取15min；
(2)向超声处理后的料液中加入包括纤维素酶、果胶酶和牛胰蛋白酶的复合酶(所述纤维素酶、果胶酶和牛胰蛋白酶的质量比为2:2:1)混匀，所述复合酶的用量占所述料液质量的2wt％，并置于60℃水浴锅中水浴提取30min；
(3)加入沸水进行酶灭活处理15min，随后离心取上清液，即得含有所述秋葵多糖的粗提物。
实施例17-21
实施例17-21中所述的高效提取秋葵多糖的方法，包括如下步骤：
(1)取红秋葵研磨至粉末，并准确称取10g红秋葵粉末，加入按照上述方法配制的pH5.0的缓冲溶液600mL混匀，在140W频率超声辅助条件下进行超声提取15min；
(2)向超声处理后的料液中加入包括纤维素酶、果胶酶和牛胰蛋白酶的复合酶(所述纤维素酶、果胶酶和牛胰蛋白酶的质量比为2:2:1)混匀，所述复合酶的用量占所述料液质量的2wt％，并置于水浴锅中(实施例17-21中分别控制水浴温度为30℃、40℃、50℃、60℃、70℃)水浴提取30min；
(3)加入沸水进行酶灭活处理15min，随后离心取上清液，即得含有所述秋葵多糖的粗提物。
实施例22-30
实施例22-30中所述的高效提取秋葵多糖的方法，包括如下步骤：
(1)取红秋葵研磨至粉末，并准确称取10g红秋葵粉末，加入按照上述方法配制的pH5.0的缓冲溶液600mL混匀，在140W频率超声辅助条件下进行超声提取15min；
(2)向超声处理后的料液中加入包括纤维素酶、果胶酶和牛胰蛋白酶的复合酶(所述纤维素酶、果胶酶和牛胰蛋白酶的质量比为2:2:1)混匀，实施例22-30中所述复合酶的用量分别占所述料液质量的0.5wt％、1.0wt％、1.5wt％、2.0wt％、2.5wt％、3.0wt％、3.5wt％、4.0wt％、4.5wt％，并置于60℃水浴锅中水浴提取30min；
(3)加入沸水进行酶灭活处理15min，随后离心取上清液，即得含有所述秋葵多糖的粗提物。
实施例31-35
实施例31-35中所述的高效提取秋葵多糖的方法，包括如下步骤：
(1)取红秋葵研磨至粉末，并准确称取10g红秋葵粉末，加入按照上述方法配制的缓冲溶液600mL混匀(实施例31-35中所述缓冲液的pH值分别为3.0、4.0、5.0、6.0、7.0)，在140W频率超声辅助条件下进行超声提取15min；
(2)向超声处理后的料液中加入包括纤维素酶、果胶酶和牛胰蛋白酶的复合酶(所述纤维素酶、果胶酶和牛胰蛋白酶的质量比为2:2:1)混匀，所述复合酶的用量占所述料液质量的3.0wt％，并置于50℃水浴锅中水浴提取30min；
(3)加入沸水进行酶灭活处理15min，随后离心取上清液，即得含有所述秋葵多糖的粗提物。
实施例36-41
实施例36-41中所述的高效提取秋葵多糖的方法，包括如下步骤：
(1)取红秋葵研磨至粉末，并准确称取10g红秋葵粉末，加入按照上述方法配制的pH为5.0的缓冲溶液600mL混匀，在140W频率超声辅助条件下进行超声提取15min；
(2)向超声处理后的料液中加入包括纤维素酶、果胶酶和牛胰蛋白酶的复合酶(所述纤维素酶、果胶酶和牛胰蛋白酶的质量比为2:2:1)混匀，所述复合酶的用量占所述料液质量的3.0wt％，并置于50℃水浴锅中水浴提取，实施例36-41中所述水浴提取时间分别为0.5h、1.0h、1.5h、2.0h、2.5h、3.0h；
(3)加入沸水进行酶灭活处理15min，随后离心取上清液，即得含有所述秋葵多糖的粗提物。
对比例
所述对比例中提取所述秋葵多糖的方法与实施例1相同，其区别仅在于在酶提取步骤中，仅添加与所述复合酶等量的纤维素酶进行提取。
效果例
本发明对上述实施例中红秋葵多糖含量的测定采用苯酚-硫酸法，并按照如下方法进行：
(1)葡萄糖标准曲线的制作：称取葡萄糖0.1g于小烧杯中，100mL容量瓶洗净干燥，将称好的葡萄糖加少量双蒸水溶解，然后用玻璃管倒流进容量瓶中，往小烧杯中加双蒸水以将其中的葡萄糖完全溶解干净，然后倒入容量瓶中，重复操作4到5次。继续向容量瓶中加双蒸水并定容至刻度100，充分摇匀后从中取出10mL再将其定容至100mL，得浓度为0.1mg/mL的葡萄糖标准液，再分别从葡萄糖标准液中取1mL、2mL、3mL、4mL、5mL、6mL、7mL、8mL置于10mL容量瓶中，用双蒸水定容，配制成浓度分别为0.01mg/mL、0.02mg/mL、0.03mg/mL、0.04mg/mL、0.05mg/mL、0.06mg/mL、0.07mg/mL、0.08mg/mL的溶液。各取上述溶液1.0mL，再各加1.0mL的5％苯酚溶液，震荡摇匀，然后加入5.0mL浓硫酸使其充分混匀，静置5min，置于沸水中加热15min，取出冷却至室温。另取1.0mL蒸馏水重复以上操作，使其作为空白对照实验。待冷却至室温后，在490nm处测定吸光值，得到葡萄糖浓度(c，mg/mL)和吸光度(A)的标准曲线，见图1。
拟得葡萄糖标准曲线为：y＝9.6548x-0.0740(R2＝0.9959)。
秋葵多糖的提取率按照如下公式计算：R＝c·n·v/M；公式中，R为多糖提取率，单位％；c为由葡萄糖标准曲线计算得到的多糖质量浓度，单位mg/mL；n为多糖上清液的稀释倍数；v为多糖上清液的体积，单位mL；M为所使用的红秋葵粉末的质量，单位mg。
(2)含量测定：取各待测样品中得到的上清液1mL，稀释100倍，滴加苯酚-浓硫酸显色(先加1mL苯酚摇匀，再加5mL浓硫酸摇匀)，静置5min，煮沸15min，冷却至室温，分光光度计波长490nm处测吸光度，重复实验三次，按照上述标准曲线和计算方法进行计算，即可。
按照上述方法对实施例1-41级对比例中提取的秋葵多糖的含量进行测定，结果见下表1。
表1各实施例及对比例中秋葵多糖的提取率
从上述实验数据可知，本发明所述提取秋葵多糖的方法，以纤维素酶、果胶酶和牛胰蛋白酶组成的复合酶进行酶解提取的方法，相对于现有技术中常规使用的仅以纤维素酶解的方式而言，其提取效率提升接近10倍；并进一步筛选整个提取工艺的参数条件，最大限度的提升了秋葵多糖的提取效率。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种高效提取秋葵多糖的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)取秋葵研磨至粉末，并加入缓冲溶液混匀，在超声辅助条件下进行提取；
(2)向超声处理后的料液中加入包括纤维素酶、果胶酶和牛胰蛋白酶的复合酶混匀，进行提取；
(3)加入沸水进行酶灭活处理，随后离心取上清液，即得。
2.根据权利要求1所述的高效提取秋葵多糖的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述复合酶中，所述纤维素酶、果胶酶和牛胰蛋白酶的质量比为1-3:1-3:0.5-2。
3.根据权利要求1或2所述的高效提取秋葵多糖的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述超声步骤的频率为80-180W。
4.根据权利要求1-3任一所述的高效提取秋葵多糖的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述秋葵与所述缓冲溶液的料液质量比为1:30-70。
5.根据权利要求1-4任一所述的高效提取秋葵多糖的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述缓冲溶液为pH3-7的水溶液。
6.根据权利要求1-5任一所述的高效提取秋葵多糖的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述复合酶的用量占所述料液的0.5-4.5wt％。
7.根据权利要求1-6任一所述的高效提取秋葵多糖的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述酶提取步骤的温度为30-70℃。
8.根据权利要求1-7任一所述的高效提取秋葵多糖的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述酶提取步骤的提取时间为0.5-3h。
9.根据权利要求1-8任一所述的高效提取秋葵多糖的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述秋葵为红秋葵。
10.由权利要求1-9任一所述方法提取得到的秋葵多糖提取物。
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